專利名稱：一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的熱處理制備方法，屬于表面納米科學(xué)技術(shù)及光電新材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
特種玻璃被廣泛應(yīng)用建筑、太陽(yáng)能應(yīng)用、顯示技術(shù)和高能粒子探測(cè)等領(lǐng)域。熒光玻璃是特種玻璃的一個(gè)種類，主要應(yīng)用于平面顯示和高能粒子探測(cè)。目前的主要制備方法有兩種一種是在玻璃孵化過(guò)程中加入熒光雜質(zhì)中心；另一種是通過(guò)表面鍍膜技術(shù)，在玻璃的表面沉積發(fā)光層。兩者都涉及到極其復(fù)雜的工藝過(guò)程和嚴(yán)格的工藝要求。如對(duì)高能帶電粒子熒光探測(cè)等特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，要求接收表面具有強(qiáng)熒光效應(yīng)，兼具基底材料對(duì)熒光透明，從而有效提高檢測(cè)靈敏度和減小本底的再吸收效應(yīng)。為了達(dá)到這個(gè)目的，現(xiàn)在通用的方法是在玻璃表面沉積熒光薄膜，需要極其昂貴的高真空沉積設(shè)備，同時(shí)熒光層與薄膜襯底間的界面結(jié)合力不強(qiáng)一直是難以解決的問(wèn)題。
表面熱處理擴(kuò)散滲透的方法多用于金屬的表面增強(qiáng)處理，如鋼材的高溫滲碳和高溫滲氮等。但該種技術(shù)應(yīng)用于玻璃的表面處理，獲得強(qiáng)熒光發(fā)射層，目前還沒(méi)有見(jiàn)到相應(yīng)的報(bào)道。本發(fā)明采用SiO2玻璃在高溫狀態(tài)下擴(kuò)散共滲Zn、Mn，從而在表面幾十納米厚度的區(qū)域內(nèi)形成Mn摻雜的鋅硅酸鹽納米顆粒鑲嵌結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生強(qiáng)熒光發(fā)射特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在石英玻璃的基礎(chǔ)上，通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散生長(zhǎng)幾十納米厚度的強(qiáng)熒光層。本發(fā)明的制備方法為將石英玻璃雙面拋光；將Mn的原子比范圍為3％-7％的ZnO和MnO的混合粉體同拋光后石英玻璃表面充分接觸；然后將表面附有ZnO和MnO的混合粉體的石英玻璃加熱到1000℃-1200℃，保溫1-3小時(shí)，在石英玻璃表面區(qū)形成納米硅酸鋅發(fā)光顆粒，并經(jīng)表面拋光處理得到表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光的玻璃。
在本發(fā)明中為使得ZnO和MnO的混合粉體同拋光后石英玻璃表面充分接觸，至少采用兩種方法第一種采用將ZnO和MnO的混合粉體用酒精混成漿料，均勻涂于石英玻璃表面，使混合粉體漿料同玻璃充分接觸；第二種將ZnO和MnO的混合粉體壓制成塊后置于石英玻璃之上，使粉體同玻璃充分接觸。
通過(guò)上述方法便可制得表面具有強(qiáng)熒光效應(yīng)的特種玻璃。本發(fā)明所述的一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著效果，主要有本發(fā)明所述的一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法顯著效果之一在于工藝極其簡(jiǎn)單，在空氣條件下進(jìn)行1000℃-1200℃的熱處理便可獲得。
本發(fā)明所述的一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法顯著效果之二在于處理后玻璃表面具有強(qiáng)熒光效應(yīng)，紫外光照射后產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的藍(lán)色熒光。
本發(fā)明所述的一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法顯著效果之三是熒光只發(fā)生在表面100nm左右的厚度內(nèi)，基體玻璃仍然保持透明，發(fā)光層與玻璃間無(wú)突變界面，滿足應(yīng)用要求。
本發(fā)明所述的一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法顯著效果之四是在熒光層中經(jīng)擴(kuò)散處理形成了Mn摻雜的納米硅酸鋅發(fā)光顆粒，屬于納米技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明所述的一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法無(wú)需專用的昂貴設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將Mn的原子比范圍為3％的ZnO和MnO的混合粉體采用瑪瑙球和罐球磨混合3個(gè)小時(shí)，制成混合粉體。采用機(jī)械拋光方法對(duì)石英玻璃進(jìn)行雙面拋光后，將混合粉體用酒精混成漿料，均勻涂于石英玻璃表面，使粉體漿料同玻璃充分接觸。將涂過(guò)漿料的石英玻璃放入熱處理爐，加熱到100℃，保溫30分鐘。繼續(xù)加熱到1000℃，保溫3個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷卻到室溫。去掉剩余粉體，并對(duì)熱處理表面進(jìn)行適當(dāng)拋光，再做相應(yīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)表面區(qū)產(chǎn)生納米顆粒鑲嵌結(jié)構(gòu)，顆粒平均大小為6納米，生長(zhǎng)深度為80納米。
實(shí)施例2將Mn的原子比范圍為7％的ZnO和MnO的混合粉體采用瑪瑙球和罐球磨混合3個(gè)小時(shí)，制成混合粉體。采用機(jī)械拋光方法對(duì)石英玻璃進(jìn)行雙面拋光后，將混合粉體通過(guò)適當(dāng)壓制成塊后置于石英玻璃之上，使粉體同玻璃充分接觸，然后將上面蓋有塊體Zn1-xMnxO的玻璃放入熱處理爐，加熱到100℃，保溫30分鐘。然后繼續(xù)加熱到1200℃，保溫5個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷卻到室溫。移去石英玻璃上的Zn1-xMnxO塊體，并對(duì)石英玻璃的熱處理表面進(jìn)行適當(dāng)拋光，再做相應(yīng)檢測(cè)。
實(shí)施例3將Mn的原子比范圍為5％的ZnO和MnO的混合粉體采用瑪瑙球和罐球磨混合3個(gè)小時(shí)，制成混合粉體。采用機(jī)械拋光方法對(duì)石英玻璃進(jìn)行雙面拋光后，將混合粉體用酒精混成漿料，均勻涂于石英玻璃表面，使粉體漿料同玻璃充分接觸。將涂過(guò)漿料的石英玻璃放入熱處理爐，加熱到100℃，保溫30分鐘。繼續(xù)加熱到1100℃，保溫4個(gè)小時(shí)，然后隨爐冷卻到室溫。去掉剩余粉體，并對(duì)熱處理表面進(jìn)行適當(dāng)拋光，再做相應(yīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)表面區(qū)產(chǎn)生納米顆粒鑲嵌結(jié)構(gòu)，顆粒平均大小為6納米，生長(zhǎng)深度為90納米。
權(quán)利要求
1.一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法，其特征在于將石英玻璃雙面拋光后，將Mn所占的原子比范圍為3％-7％的ZnO和MnO的混合粉體同拋光后石英玻璃表面充分接觸；然后經(jīng)1000℃-1200℃，3-5小時(shí)的熱處理，在石英玻璃表面形成納米硅酸鋅發(fā)光顆粒，再經(jīng)表面拋光處理得到表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光的玻璃。
2.如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法，其特征在于為使得ZnO和MnO的混合粉體同拋光后石英玻璃表面充分接觸，采用將ZnO和MnO的混合粉體用酒精混成漿料，均勻涂于石英玻璃表面，再經(jīng)熱處理。
3.如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的制備方法，其特征在于為使得ZnO和MnO的混合粉體同拋光后石英玻璃表面充分接觸，采用將ZnO和MnO的混合粉體壓制成塊后置于石英玻璃之上，使粉體同玻璃充分接觸，再經(jīng)熱處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光玻璃的熱處理制備方法，屬于表面納米科學(xué)技術(shù)及光電新材料領(lǐng)域。將石英玻璃雙面拋光；將Mn的原子比范圍為3％－7％的ZnO和MnO的混合粉體同拋光后石英玻璃表面充分接觸；然后將表面附有ZnO和MnO的混合粉體的石英玻璃加熱到1000℃－1200℃，保溫1－3小時(shí)，在石英玻璃表面區(qū)形成納米硅酸鋅發(fā)光顆粒，并經(jīng)表面拋光處理得到表面發(fā)強(qiáng)藍(lán)色熒光的玻璃。本發(fā)明所述的制備方法工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需專用的昂貴設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C03C4/12GK1792932SQ20051011041
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者石旺舟, 孫林林, 馬學(xué)鳴 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)